水は撥水面上をすべらないことを実証

～流体の「すべり」現象を正確に捉える新規計測法～

2026（令和8）年5月20日
九州大学
科学技術振興機構（JST）

発表のポイント

水は撥水（はっすい）面上をすべると考えられていたが、これまでの実験結果は大きくばらついており、シミュレーション結果とも一致しなかった。
周波数変調型原子間力顕微鏡（FM-AFM)を基にして、水のすべりやすさを表す「すべり長さ」と表面構造を同時にマッピングできる新規手法を開発した。これによって、すべり長さを信頼性の高い物性値として取り扱えるようになった。
水は撥水面上をすべらないというシミュレーションと良好に一致する結果が得られた。
海水淡水化膜、冷却デバイス、環境発電装置などの表面設計への応用が期待できる。

近年のナノテクノロジーの発展に伴い、固体面上で液体が水平方向に速度を持つ「すべり」現象が実験的に確認されつつあり、海水淡水化膜、冷却デバイス、環境発電装置など幅広い分野への応用が期待されています。これまで、濡（ぬ）れにくい撥水面では水がよくすべると考えられてきましたが、実験結果はばらつきが大きく、またシミュレーション結果とも一致していませんでした。そのため、「本当に水は撥水面をすべるのか？」というシンプルな問いに明確な答えが得られていませんでした。
今回、九州大学 大学院工学府の石田 遥也 さん、同 大学院工学研究院の手嶋 秀彰 准教授、高橋 厚史 教授とイリノイ大学 アーバナ・シャンペーン校のVishwanath Ganesan 博士とNenad Miljkovic 教授らの研究グループは、固体面の濡れやすさによらず、水はほとんどすべらないことを実験的に明らかにしました。
研究グループは、周波数変調型原子間力顕微鏡（FM-AFM）を用いて、水のすべりやすさを表す「すべり長さ」と固体面の微細構造を同時にナノメートル精度でマッピングできる新しい手法を開発し、既存手法の159倍の感度を実現しました。この方法でさまざまな固体面を調べた結果、水のすべり長さは濡れ性によらずほぼゼロであることが分かりました。一方、グラファイトのみ純水中に限って43.2±5.8ナノメートルの大きなすべりが見られましたが、電解質水溶液中ではそのすべりもほぼ消失しました。これらの実験結果はこれまでのシミュレーションによる報告と全て一致しており、本手法の計測精度の高さを裏付けています。
今回の成果は、これまでの実験で報告されてきた撥水面上の大きなすべりの原因が表面の微細な凹凸やナノバブルによる「見かけのすべり」だった可能性を示すものです。固体と液体の摩擦を正しく理解する基盤となるだけでなく、今後の海水淡水化膜や環境発電などの表面設計を進めるための指針になることが期待されます。
本研究成果は、国際学術誌「Nano Letters」に2026年5月15日（金）（日本時間）に掲載されました。
本研究は、科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 さきがけ（JPMJPR23O8）、日本学術振興会（JSPS） 科研費（JP22KK0249、JP24K00822、JP24H00293、JP25K22071、JP25KJ1967）、およびENEOS東燃ゼネラル 研究奨励・奨学会の支援を受けたものです。

＜プレスリリース資料＞

本文　PDF（1.22MB）

＜論文タイトル＞

“Hydrophobicity Does Not Affect Water Slip: Insights from Slip Length Mapping”

DOI：10.1021/acs.nanolett.6c01403

問い合わせ先

＜JST事業に関すること＞

安藤 裕輔（アンドウ ユウスケ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町7 K's五番町
Tel：03-3512-3526　Fax：03-3222-2066
E-mail：presto

jst.go.jp

＜報道に関すること＞

九州大学 広報課
Tel：092-802-2130　Fax：092-802-2139
E-mail：koho

jimu.kyushu-u.ac.jp
科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町5番地3
Tel：03-5214-8404　Fax：03-5214-8432
E-mail：jstkoho

jst.go.jp